根毛是植物根部特化的表皮细胞向外凸起伸长形成的管状结构,根毛的存在增大了根毛区表皮细胞的面积,有利于植物吸收土壤中的水分以及铁、磷等矿质营养元素,加强植物与微生物的相互作用。鉴定参与根毛发生、发育以及顶端生长的调控元件及其作用机制,有助于我们理解细胞发育、分化与细胞极性生长等调控机制。作为拟南芥COBL基因家族成员,COBL9编码一类糖基磷脂酰肌醇锚定蛋白。其功能缺失造成根毛生长受抑制、尖端破裂等缺陷,但是相应的作用机制目前尚不清楚。本研究中我们对COBL9及其同源基因在根毛生长发育过程中的功能及其作用机制进行了初步分析,取得的主要发现如下:1、COBL9以及与其序列高度同源的COBL7和COBL8基因均在主根和根毛中表达,组织表达模式具有一致性,表明这三个基因可能参与主根与根毛的生长发育调控过程。相较于COBL7和COBL8,COBL9基因在下胚轴-根过渡区的表达丰度明显较高。2、COBL7和COBL9在未成熟的根毛细胞尖端(tip)高丰度积累,但随着细胞发育成熟其亚细胞定位逐渐转移至细胞壁周边(periphery)。COBL8主要在根毛细胞壁周边积累,其表达丰度和位置在根毛生长发育过程中均未出现显著变化。3、COBL9过量表达能促进根毛生长。COBL7与COBL9存在相互作用,COBL9的功能缺失会加剧COBL7突变体中主根受抑制表型,而COBL7的功能缺失也会严重加剧COBL9突变体中根毛生长受抑制、破裂表型。COBL7在根毛生长发育上的功能能部分被COBL9所替代,但COBL9不可替代COBL7调控主根生长。COBL8缺失突变体的根毛能正常生长发育,同时COBL8的功能缺失对COBL7和COBL9的突变体表型也没有明显影响,表明COBL7、COBL8和COBL9在不同组织器官中发挥的功能与作用机制不同。4、COBL7和COBL9通过调控未成熟根毛尖端纤维素的积累进而调控根毛的生长发育。在此过程中,COBL9起主导作用,COBL7协同COBL9起作用,COBL8在此过程中作用不明显。同时,COBL9对下胚轴-根过渡区根毛的调控作用比对根上其他位置根毛的调控作用更强,表明不同位置的根毛生长发育调控机制存在差异。